CN106816194B - 非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法 - Google Patents

Abstract

一种非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法，其包括提供主泵临时通道；在主泵引入核岛厂房之前，完成运输主泵的移动装置与主泵临时通道的对接工作，采用牵引装置将搭载在移动装置上的主泵/运输托架组件引入至核岛厂房内，牵引时采用溜尾装置防止其移动速度过快，随后将主泵移到翻转初始位置；提升环吊大钩并配合移动装置的移动，以翻转主泵，同时调整溜尾装置的牵引绳；将主泵吊入至蒸汽发生器腔室内并就位在主泵安装机械装置内；安装在泵壳内的吸入适配器在主泵安装前完成安装工作，利用主泵安装机械装置提供主泵的移动、定位、调整、提升；主泵上部的密封环与泵壳直接采取焊接密封的方法，来实现防止运行期间泄漏的目的。

Description

非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法

技术领域

本发明涉及核岛反应堆冷却剂泵安装方法。

背景技术

现有核电站核岛主泵引入反应堆厂房的方式和安装方式如下：

1.主泵泵壳支撑的安装

主泵泵壳的支撑安装位置主要分为垂直支撑和水平支撑，垂直支撑分为上基座板、支腿、上支座及调整垫板；水平支撑主结构为阻尼器。

垂直支撑通过环吊吊装至安装标高，将支腿与上基座板连接，调整支腿垂直度并安装上支座，采用调整垫板调整上支座标高并定位。

在主管道焊接完成后，进行水平支撑的安装工作。在阻尼器安装前需根据实测锚固拉杆与泵壳之间的间隙，调整阻尼器长度，然后再进行吊装至安装位置，与泵壳和锚固拉杆连接。

2.主泵泵壳安装

主泵泵壳通过龙门吊其吊至转运平台的平板运输小车上，利用环吊、手拉葫芦与吊装带配合，完成其翻转工作，然后将其吊入主泵安装腔室并就位在垂直支撑上。

3.主泵引入反应堆厂房的方式

主泵是通过龙门吊将其吊至转运平台的平板运输小车上，通过拖拽装置驱动平板运输小车将其引入反应堆厂房。

4.主泵的安装方式

主泵的安装包含主泵泵内构件的安装、密封组件安装和主泵电机的安装。

4.1.主泵泵内构件的安装

主泵泵内构件的安装主要包含主泵水力部件、泵盖、主螺栓、电机下支座及其联接螺栓等部件和部分关联工艺管线管段的安装。

泵壳就位后，首先安装的是主泵水力部件中的吸入口环，然后再将其他泵内构件进行安装，安装结束后进行密封组件的安装工作。后续在依次进行联轴器、联轴器螺母、锁紧垫圈、中间联轴器、螺栓环和电机支座的安装工作。

4.2.主泵电机的安装

主泵电机在龙门吊下进行卸车，然后引入反应堆厂房，将其吊装主泵房间上方调整好方位后缓慢下降电机，使用两颗对称的螺栓传入上、下电机支座法兰，将其就位到下电机支座上，用六角螺栓固定将其固定到电机下支座上部并把紧。然后再进行主泵电机安装调整、安装上箱体、安装止逆机构和电机辅助系统的安装。

现有主泵安装技术主要特点如下：

1、现有主泵安装包括主泵泵壳支撑安装、泵壳安装、泵内构件安装、电机安装等施工步骤，工序繁杂，安装步骤过多；

2、由于安装部件较多，需逐步对中，导致累计偏差增大，难度增大；

3、部分垫板间隙测量工作需在热试期间进行，工作环境非常恶劣，测量难度非常之大；

4、安装工作从下至上依次进行，所有部件均采用环吊吊装，专用工具利用较少。

非能动先进压水堆(例如AP1000)主泵安装的主要特点有：

1、非能动先进压水堆主泵与传统堆型的结构形式有所不同，其泵壳是自带在蒸汽发生器底部，依靠蒸汽发生器垂直支撑来支承其所有部件重量；

2、非能动先进压水堆主泵将泵内构件、电机等连在一起，水泵和电动机为同轴连接，以一个整体到货；

3、主泵引入的设备闸门为低层闸门，运输车需经过其他厂房进入到核岛内，在设备闸门口完成翻转并通过吊装口(尺寸约为3.5×3.2m)吊装至蒸汽发生器腔室就位在主泵安装小车上；

4、主泵安装时，蒸汽发生器已就位，需采用倒装的方式装入到泵壳内，现有技术无法解决上述安装工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法。

一种非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法，其包括如下步骤：

步骤一、提供主泵临时通道，所述主泵临时通道是为主泵引入核岛厂房的专用通道，用于将主泵转运至核岛厂房，以及在进入核岛厂房后分散主泵/运输托架组件对核岛内混凝土地面的承载，使混凝土地面能够承受主泵/运输托架组件的重量；

步骤二、在主泵引入核岛厂房之前，完成运输主泵的移动装置与主泵临时通道的对接工作，使其满足相应的间隙要求，移动装置摆放角度与水平方向应保持一定的夹角，对接完成后，采用牵引装置将搭载在移动装置上的主泵/运输托架组件引入至核岛厂房内，牵引时采用溜尾装置防止其移动速度过快，随后将主泵移到翻转初始位置；

步骤三、在主泵就位于翻转初始位置后，采用吊装绳将核岛厂房的环吊大钩与主泵的吊具连接，提升环吊大钩并配合移动装置的移动，以翻转主泵，同时调整溜尾装置的牵引绳，防止主泵/运输托架组件滑动速度过快；

步骤四、将主泵翻转竖立完成后，提升环吊大钩，调整主泵的位置，将主泵吊入至蒸汽发生器腔室内并就位在主泵安装机械装置内；

步骤五，主泵安装方式采用倒装的方式进行安装，安装在泵壳内的吸入适配器在主泵安装前完成安装工作，在主泵安装至泵壳内时，主泵与吸入适配器、泵壳间均保证一定间隙；在主泵安装过程中，利用主泵安装机械装置提供主泵的移动、定位、调整、提升；

步骤六，主泵上部的密封环与泵壳直接采取焊接密封的工艺，来实现防止运行期间泄漏的目的。

优选的实施例中，在步骤六中，为了防止已安装的连接泵壳和主泵的本体的主螺柱影响密封环焊接，密封环的焊接与主螺柱的安装交替分批次进行，其焊接顺序如下：

安装第一组主螺栓；

密封环可焊区域根部层焊接；

密封环可焊区域最终焊接；

安装第二组主螺栓，拆除第一组主螺栓；

密封环剩余区域根部层焊接；

密封环剩余区域最终焊接。

优选的实施例中，在步骤五中，为了防止主泵与适配器发生磕碰导致主泵的扩散器与吸入适配器损伤，引入激光跟踪测量和3D建模步骤，其包括：

对吸入适配器的本体数据进行采集，建立吸入适配器模型；

安装吸入适配器，对安装完成的吸入适配器位置数据进行采集，建立吸入适配器的装配状态模型；

对主泵的扩散器、推动器、热屏和法兰位置数据进行采集，建立主泵的本体模型；

在主泵通过主泵安装机械装置顶升至泵壳内时，监测主泵法兰位置，根据吸入适配器的装配状态模型、主泵的本体模型计算吸入适配器与扩散器、推动器和热屏之间的间隙，验证其是否符合要求，如不满足，可通过调整主泵安装机械装置达到要求。

优选的实施例中，将所述主泵安装机械装置设置成包括基础板组件、横向调整组件、中部环组件、顶部环组件以及提升销子组件，所述基础板组件下部安装有移动滚轮，利用牵引装置可牵引主泵安装机械装置至预定的位置，所述横向调整组件用于调整主泵安装机械装置的圆周方向的精确调整，所述中部环组件上安装上部杆，用于支撑顶部环组件，所述顶部环组件设置有多个提升销子组件，所述提升销子组件用于升降主泵并调节主泵与泵壳法兰面的平行度，固定背板组件用于加强主泵安装机械装置的稳固性。

优选的实施例中，所述主泵临时通道由H型钢和钢板拼装。

非能动先进压水堆与传统的压水堆核电站核岛主设备分布不同，需要通过采用倒装的方式进行安装主泵，本发明在设备闸门铺设一条专门的主泵运输通道，以保证主泵能够顺利地引入反应堆厂房内，经本发明的反应堆厂房和翻转竖立步骤、可选的激光跟踪测量和3D建模步骤、主泵安装机械装置顶升与调整步骤、密封环焊接步骤，可高精度、高质量、高效率地完成主泵的安装。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明一实施例中提供主泵临时通道的示意图；

图2为本发明一实施例中引入主泵到核岛厂房的示意图；

图3为本发明一实施例中将主泵通过下部设备闸门的示意图；

图4为本发明一实施例中将主泵翻转竖立的示意图；

图5为本发明一实施例中主泵整体的示意图；

图6为本发明一实施例中主泵安装机械装置的示意图；

图7为本发明一实施例中主泵安装机械装置牵引至泵壳底部的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

在后述实施例中，非能动先进压水堆以AP1000核电站为例，但本发明不限于此，其也适合于其他的非能动先进压水堆或者第三代核电站。AP1000与传统的压水堆核电站核岛主设备分布不同，其蒸汽发生器与主泵一体化，每台蒸汽发生器底部自带两个泵壳，因此需要通过采用倒装的方式进行安装主泵。且由于AP1000主泵作为唯一一个扣盖后引入的AP1000核岛主设备，其引入反应堆厂房时需要通过设备闸门，如按照传统的引入方式其不能通过设备闸门，为使主泵能够顺利地引入反应堆厂房吊装至SG腔室，需在设备闸门铺设一条专门的主泵运输通道，以保证主泵能够顺利地引入反应堆厂房内。在后述实施例中，可选地包括四个方面的内容，即主泵引入反应堆厂房和翻转竖立的内容、激光跟踪测量和3D建模的内容、主泵顶升与调整的内容、密封环焊接的内容，通过这些内容体现的技术可实现高精度、高质量、高效率地完成主泵的安装。

在本发明的实施例中，首先提供主泵临时通道，如图1所示，主泵临时通道24可以是由H型钢和钢板拼装，总重量例如但不限于为6.3t，主泵临时通道24为主泵引入反应堆厂房(也成核岛厂房)100的专用通道，其主要功能是为了将主泵2顺利地从其他厂房转运至核岛厂房100，在进入核岛厂房100后分散主泵/运输托架组件(即主泵2及其运输托架组件)对核岛内混凝土地面的承载，使混凝土地面能够承受主泵/运输托架组件的重量。当主泵2在反应堆厂房内的拖运、翻转、竖立时，主泵临时通道24为其提供支撑作用。

接下来，将主泵2引入反应堆厂房100，在主泵2引入反应堆厂房100之前，完成移动装置21与主泵临时通道24的对接工作，使其满足相应的间隙要求，移动装置21的摆放角度最好与水平方向应保持一定的夹角；如图2所示，对接完成后，采用牵引绳251、252将主泵/运输托架组件引入至核岛厂房100内，牵引时与牵引绳251相连的采用溜尾装置257防止其移动速度过快。如图3所示，当主泵2通过设备闸门102时，可以通过人工或者检测装置进行监测闸门口102与主泵2的本体的间隙，确认无误之后才可继续移动，将主泵2移到翻转初始位置。移动装置21为平板车。

接下来，进行主泵2翻转和竖立，主泵2的翻转中心点O以及翻转中心线X的位置可参看图2。如图4所示，在主泵2就位于翻转初始位置后，采用吊装钢丝绳272将环吊大钩271与主泵2的吊具连接，检查无误后，提升环吊大钩271并配合小车253的移动，及时调整溜尾装置257的牵引绳，防止主泵/运输托架组件滑动速度过快。在翻转过程中，监测主泵2与设备闸门102、主泵2与吊装口22、主泵2与核岛厂房100内的模块墙体101的间隙，间隙过小时，调整环吊大钩271高度和小车253位置，必要时可调整环吊大车位置。

翻转竖立完成后，提升环吊大钩271，调整吊车和小车253位置，将主泵2吊入至蒸汽发生器腔室内并就位在如图6所示的主泵安装机械装置2内，就位状态如图7所示。

图5示出了主泵2的示意图，主泵2包括主泵本体29、吸入适配器17、外部热交换上部管组件10、泵壳1、外部热交换器4、叶轮5、密封环6、主螺栓7、上部惯性轮8、转子组件9、定子11、外部热交换器下部管组件12、上部推力轴承13、下部惯性轮14、下部推力轴承15。主泵2的具体工作原理以及组成之间的连接关系在此就不赘述，可按照已有技术的方式来理解。

主泵2的安装方式与现有堆型主泵的安装方式不同，采用倒装的方式进行安装，吸入适配器17在主泵本体29安装前需完成安装工作。在主泵2安装至泵壳1内时，主泵2与吸入适配器17、泵壳1间均需保证一定间隙，为了防止主泵2与适配器17发生磕碰导致主泵2的扩散器与吸入适配器17损伤，引入激光跟踪测量和3D建模步骤。主要操作步骤如下：

对吸入适配器17的本体数据进行采集，建立模型；

安装吸入适配器17，对安装完成的吸入适配器17的位置数据进行采集，建立吸入适配器17的装配状态模型；

对拆除包装后的主泵2的扩散器、推动器、热屏和法兰位置数据进行采集，建立主泵本体模型。

在主泵2通过安装机械装置3顶升至泵壳1内时，监测主泵2的法兰位置，根据前述模型计算吸入适配器17与扩散器、推动器和主泵的热屏之间的间隙，验证其是否符合要求，如不满足，可通过调整主泵安装机械装置达到要求。

图6示意性地显示了主泵安装机械装置3的结构，其可以根据表一的技术参数利用多种机械装置来实现，其不限于图6所示的机械装置，其功能是在主泵2安装过程中提供移动、定位、调整、提升的作用，另外，主泵安装机械装置3是主体，在它的基础上，还可以再进行主泵吸入适配器安装工具、主泵主螺柱安装工具以及主泵热交换器安装工具的组装。主泵吸入适配器安装工具用于主泵吸入适配器的安装、主泵主螺柱安装工具的功能是为主螺柱的安装提供提升与定位，主泵热交换器安装工具用于主泵外部热交换器的安装。

表1：主泵安装机械装置主要技术参数

主泵安装机械装置3可设置成包括基础板组件31、横向调整组件32、中部环组件34、顶部环组件35、提升销子组件36以及固定背板组件33，基础板组件31下部安装有六组移动滚轮，利用牵引装置可牵引主泵安装机械装置3至预定的位置，横向调整组件32用于主泵安装机械装置的圆周方向的精确调整，中部环组件34上安装上部杆，用于支撑顶部环组件35，顶部环组件35设置有4个提升销子组件36，用于支撑和提升主泵2，提升销子组件36用于升降主泵2并调节主泵2与泵壳法兰面的平行度，固定背板组件33用于加强主泵安装机械装置的稳固性。

AP1000的主泵2采用刚性联接取代了传统的轴封式，在主泵2的上部密封环6与泵壳1直接采取焊接密封的工艺，来实现防止运行期间泄漏的目的。密封环6的焊接可以全程采用手工氩弧焊，焊接完成后，对焊缝进行目视检查和液体渗透检测。为了防止已安装的主螺柱7影响密封环6焊接，密封环6的焊接与主螺柱7的安装交替分批次进行，其焊接顺序如下：

安装第一组主螺栓7；

密封环6可焊区域根部层焊接；

密封环6可焊区域最终焊接；

安装第二组主螺栓7，拆除第一组主螺栓7；

密封环6剩余区域根部层焊接；

密封环6剩余区域最终焊接。

本发明的的前述实施例的工艺方法很好地解决了传统技术不能满足AP1000主泵安装工艺的要求，能够实现高精度、高质量、高效率地完成AP1000主泵的安装。

本发明源自于三门核电一期工程作为AP1000全球首堆的实践，对于主泵的安装方法具有指导性意义，其安装工艺为后续AP1000主泵的安装提供了技术支持，更为后续类似于AP1000的堆型核电站建造施工中的类似工作和相关施工提供技术借鉴和参考。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (5)

1.非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供主泵临时通道，所述主泵临时通道是为主泵引入核岛厂房的专用通道，用于将主泵转运至核岛厂房，以及在进入核岛厂房后分散主泵及其运输托架组件对核岛内混凝土地面的承载，使混凝土地面能够承受主泵及其运输托架组件的重量；

步骤二、在主泵引入核岛厂房之前，完成运输主泵的移动装置与主泵临时通道的对接工作，使其满足相应的间隙要求，移动装置摆放角度与水平方向应保持一定的夹角，对接完成后，采用牵引装置将搭载在移动装置上的主泵及其运输托架组件引入至核岛厂房内，牵引时采用溜尾装置防止其移动速度过快，随后将主泵移到翻转初始位置；

步骤三、在主泵就位于翻转初始位置后，采用吊装绳将核岛厂房的环吊大钩与主泵的吊具连接，提升环吊大钩并配合移动装置的移动，以翻转主泵，同时调整溜尾装置的牵引绳，防止主泵及其运输托架组件滑动速度过快；

步骤四、将主泵翻转竖立完成后，提升环吊大钩，调整主泵的位置，将主泵吊入至蒸汽发生器腔室内并就位在主泵安装机械装置内；

步骤五，主泵安装方式采用倒装的方式进行安装，安装在泵壳内的吸入适配器在主泵安装前完成安装工作，在主泵安装至泵壳内时，主泵与吸入适配器、泵壳间均保证一定间隙；在主泵安装过程中，利用主泵安装机械装置提供主泵的移动、定位、调整、提升；

步骤六，主泵上部的密封环与泵壳直接采取焊接密封的工艺，来实现防止运行期间泄漏的目的。

2.如权利要求1所述的非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法，其特征在于，在步骤六中，为了防止已安装的连接泵壳和主泵的本体的主螺柱影响密封环焊接，密封环的焊接与主螺柱的安装交替分批次进行，其焊接顺序如下：

安装第一组主螺栓；

密封环可焊区域根部层焊接；

密封环可焊区域最终焊接；

安装第二组主螺栓，拆除第一组主螺栓；

密封环剩余区域根部层焊接；

密封环剩余区域最终焊接。

3.如权利要求1所述的非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法，其特征在于，在步骤五中，为了防止主泵与适配器发生磕碰导致主泵的扩散器与吸入适配器损伤，引入激光跟踪测量和3D建模步骤，其包括：

对吸入适配器的本体数据进行采集，建立吸入适配器模型；

安装吸入适配器，对安装完成的吸入适配器位置数据进行采集，建立吸入适配器的装配状态模型；

对主泵的扩散器、推动器、热屏和法兰位置数据进行采集，建立主泵的本体模型；

在主泵通过主泵安装机械装置顶升至泵壳内时，监测主泵法兰位置，根据吸入适配器的装配状态模型、主泵的本体模型计算吸入适配器与扩散器、推动器和热屏之间的间隙，验证其是否符合要求，如不满足，可通过调整主泵安装机械装置达到要求。

4.如权利要求1所述的非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法，其特征在于，将所述主泵安装机械装置设置成包括基础板组件、横向调整组件、中部环组件、顶部环组件以及提升销子组件，所述基础板组件下部安装有移动滚轮，利用牵引装置可牵引主泵安装机械装置至预定的位置，所述横向调整组件用于调整主泵安装机械装置的圆周方向的精确调整，所述中部环组件上安装上部杆，用于支撑顶部环组件，所述顶部环组件设置有多个提升销子组件，所述提升销子组件用于升降主泵并调节主泵与泵壳法兰面的平行度，固定背板组件用于加强主泵安装机械装置的稳固性。

5.如权利要求1所述的非能动先进压水堆冷却剂泵安装方法，其特征在于，所述主泵临时通道由H型钢和钢板拼装。

Images